高考生物第二轮专题复习课件：植物细胞工程和动物细胞工程.ppt

,专题2 细胞工程,现代生物科技专题,细胞工程,植物细胞工程的理论基础是什么？通常采用的技术手段有哪些？, 植物细胞工程,一 植物细胞工程的基本技术,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,一、植物组织培养的基本原理,植物细胞的全能性,原因：,表现的条件：,在植物体中未表现的原因：,每个细胞都含有本物种的全部遗传信息，都具有发育成一个完整个体的潜能。,离体 无菌、无毒的环境 适宜的培养基(营养物质和植物激素) 适宜的环境条件(温度等),在个体发育过程中，基因在特定的时空条件下选择性表达的结果。,1、有关全能性的表述中，不正确的是（ ） 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体，因此全能性最高 生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性,自我评价,c,2、在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是（ ） 细胞失去了全能性 细胞中的基因部分丢失 细胞中的基因选择性表达 细胞中的基因变异不同,c,、植物组织培养的概念,（一）植物组织培养技术,、植物组织培养的过程,3、自我评价,在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,脱分化,再分化,过程,（分化）,（未分化）,（分化）,幼芽或幼根？,条件？,优点？,特点？,繁殖速度快 不受季节限制 幼苗无毒 保持优良性状,适宜温度、无光照、 ph和无菌环境。 无机、有机成分和植物激素（生长素，细胞分裂素和赤霉素）,无定形状态 薄壁细胞 高度液泡化 排列疏松、无规则,分化程度低去分化较易,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,自我评价,1、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（ ） a、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果 b、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果 c 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果 d 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果,d,2 、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为( ),c,(一) 植物繁殖的新途径,1.微型繁殖 微型繁殖技术:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。,二 植物细胞工程的实际应用,特点:保持优良品种的遗传特性； 高效快速地实现种苗的大量繁殖。,(1)材料:无病毒的茎尖。 (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得。,2.作物脱毒,3.神奇的人工种子,(1)技术:植物组织培养。 (2)结构:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽。,(3)特点: 保持亲本优良性状； 不受气候,季节和地域限制。,(二) 作物新品种的培育,1.单倍体育种 (1)方法:花药离体培养。 (2)优点: 后代稳定遗传,都是纯合体; 明显缩短育种年限。,2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养； (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种。,(三) 细胞产物的工厂化生产,1.种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等。 2.技术:植物的组织培养。,植物体细胞杂交,1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？ 2怎么样去解决这个障碍呢？ 3两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？,杂种植株,融合的原生质体ab,再生出细胞壁,脱分化,愈伤组织,再分化,植物体细胞杂交的过程,植物细胞的融合,植物组织培养,植物细胞a,原生质体b,原生质体a,杂种细胞ab,去 壁,去 壁,人 工 诱 导,方法？,促进融合的方法？,融合完成的 标志,植物细胞b,实例 番茄-马铃薯,在克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。,意义：,未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。,原理：植物细胞的全能性和细胞膜的流动性,白菜,甘蓝,2.利用多倍体育种能获得这种白菜-甘蓝吗？怎样获得？,2n=14,2n=14,1.植物体细胞杂交得到的白菜甘蓝是几倍体、几个染色体组、多少染色体，是否可育？,是四倍体、四个染色体组、28条染色体、可育,能，先让两者进行有性杂交，对杂交所得种子在萌发成幼苗时，用秋水仙素处理，使其染色体加倍，恢复育性。,思考：,1下列属于组织培养的是 ( ) a花粉培育成单倍体植株 b芽发育成枝条 c根尖分生区发育成成熟区 d未受精的卵细胞发育成个体,a,2.植物体细胞杂交的过程实质是（ ） a、细胞质融合的过程 b、细胞核融合的过程 c、细胞膜融合的过程 d、细胞原生质体融合的过程,d,3.在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需 要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器（ ） a、叶绿体、高尔基体 b、线粒体、高尔基体 c、叶绿体、线粒体 d、线粒体、内质网,b,4.用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是（ ） a、种植f1选出不分离者纯合子 b、种植秋水仙素处理纯合子 c、种植生长素处理纯合子 d、种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子,d,5.下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是(多选) ( ) a叶肉细胞脱分化后可形成具有分裂能力的薄壁细胞b叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 c融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜 d叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性,ad,6.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：,步骤是去掉 ，使植物细胞成为 ，最 常用的方法是 。 步骤一般常用的化学试剂是 ， 目的是 。 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的 技术手段是 ，其中步骤相当于 ， 步骤相当于 。,细胞壁,原生质体,酶解法,聚乙二醇,诱导原生质体融合,组织培养,脱分化,再分化,植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株 植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因 是 。 从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传 统有性杂交方法能否实现？ 因此，这 项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。 利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中， 遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？,杂种细胞具有两个亲本的遗传物质,可育,不能,克服远缘杂交不亲和的障碍,不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。,7.基因型为aabb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操 作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。 愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团 愈伤组织形成中，必须从培养基中获得 和小分 子有机物等营养物质。 要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 和 两类激素。 组织培养技术不能直接用于（ ） a、快速繁殖 b、培育无病毒植株 c、植物产品的工厂化生产 d、培养抗病菌植株 用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是 （ ） a、基因重组 b、基因突变 c、染色体变异 d、染色体分离,水、无机盐,细胞分裂素,生长素,d,a,试管苗的细胞核中含有 个dna分子。 培养成的试管苗可能出现的基因型有 。 如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的 育种步骤是 。,12,ab ab ab ab,用一定浓度的秋水仙素处理组织 培养获得的幼苗,8.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答： 脱分化再分化 表示 ，它能被培养成的根本原因是 。 表示 ，它的细胞特点是 ，它的颜色特点是 。 若想制造人工种子，应选择（写编号） 。,外植体,植物细胞全能性,愈伤组织,细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态,色浅,若是花药，则是 ，这项技术可用 在 上。,单倍体植株,单倍体育种,9.下图为植物细胞融合及组织培养过程示意图。下列说法 不正确的是（ ）,a植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲 和的障碍 b杂种细胞经过和过程可以培育成杂种植株，说明 杂种细胞具有全能性 c尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养基中仍需 要糖类、氨基酸等有机营养 d若a的基因型为rr，b的基因型为yy，则最终形成的杂 种植株的基因型为rryy,c,二 、动物细胞工程 (第二课时),动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体,胚胎移植,核移植,读下面一段文字资料，思考以下问题：,长期以来，为了获得抗体，采用的是把某种抗原反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离出所需抗体的方法。用这种方法获得的抗体，不仅产量低，而且抗体的特异性差，纯度低，反应不够灵敏。人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的b细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个b细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个b细胞进行无性繁殖，即克隆。,1、请从以上文字资料中找出单克隆抗体的概念,2、怎样才能获得单克隆抗体？,提示1：仅用细胞培养技术可行吗？,提示2：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？,提示3：有什么方法能使b细胞产生抗体的能力和肿瘤细胞无限增殖能力同时具备呢？,用单个b细胞进行克隆，得到的细胞群能够分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体，这种抗体就叫做单克隆抗体。,五、动物细胞培养,从动物机体中取出相关的 ，将它分散成 ，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞 。,1概念：,动物胚胎或 幼龄动物的组织、器官 如：肾、肺等 细胞生命力旺盛，分裂能力强,原理：细胞增殖,使细胞和培养液充分接触,组织,单个细胞,生长和增殖,2、过程：,取什么样的组织？,如何将组织分散成单个细胞？,如何制备细胞悬液？,什么叫原代培养？,什么叫传代细胞培养？ 如何进行传代培养？,什么是细胞贴壁现象？ 什么是细胞接触抑制,取幼龄组织或器官 如：肾脏 肌肉,用胰蛋白酶处理,加入细胞培养液,细胞贴壁：培养过程中，细胞贴附在瓶壁上的现象。 要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒,细胞接触抑制 细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。,原代培养：从机体取出后立即培养的细胞。 10代以内,用胰蛋白酶分散成单个细胞,传代培养：分瓶后的培养，从10代培养到4050代细胞,2、过程,取 的组织、器官,细胞悬浮液,酶,贴满瓶壁的细胞,单个细胞,加入 液,动物胚胎或幼龄动物,胰蛋白,培养,接触抑制,原代 培养,1-10代细胞,4050代细胞(细胞株),传代培养,无限传代（细胞系）,用 处理,胰蛋白酶,遗传物质不变,遗传物质改变， 能无限增殖（癌变）,注意,3、条件：,1、无菌、无毒的环境 2、营养 3、温度和ph 4、气体环境：,（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）,补充合成培养基中缺乏的物质,36.5 +0.5度 ；ph为7.2-7.4。,o2作用：进行 呼吸，提供能量 co2作用：维持培养液的ph值 （95%空气和5% co2 ）,（葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。）,有氧,（1）生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体等。 （2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。 （3）用于检测有毒物质 （4）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据,4、应用,实验目的:制备单克隆抗体. 实验原理：b淋巴细胞能产生抗体，骨髓瘤细胞能无限增殖，杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖。 实验材料：小白鼠 实验器材：培养皿、针筒等等。 实验过程：如下页,根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的 实验方案:,单克隆抗体制备过程,细胞融合、筛选,足够数量的、能产生特定抗体的细胞群,单克隆抗体,（1）为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与b淋巴细胞融合?,（小鼠骨髓瘤细胞可以在体外培养条件下大量增殖， b淋巴细胞能够产生抗体， 细胞的同源性越近，融合形成的杂种细胞越易成活。,（2）骨髓瘤细胞是癌细胞吗?,有无限增殖能力的细胞是肿瘤细胞， 具有转移能力的肿瘤细胞，称为癌细胞， 所以说，瘤细胞不能等于癌细胞。,（3）整个制备过程为何要经过两次筛选?,（第一次筛选得到杂交瘤细胞（多种）， 第二次需先在多孔培养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。 由于该细胞群是单个杂交瘤细胞克隆得来的，所以产生的抗体必然是化学性质单一的，特异性强的单克隆抗体。这里的单克隆确有单个细胞克隆的含义，只不过克隆的不是b淋巴细胞，而是杂交瘤细胞。）,胚胎移植技术,试管动物（婴儿）培养过程,受精卵,核移植技术,克隆羊培育过程,另一头绵羊的子宫,植物组织培养和动物细胞培养的比较,细胞全能性,细胞增殖,固体 营养物质 植物激素,液体 营养物质 动物血清,培养成植株,培养成 细胞株 细胞系,快速繁殖 培养无病毒植株,获得细胞产品、细胞,植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,细胞膜 流动性,去壁 原生质体 融合,细胞分散 细胞融合,物理 化学,物理 化学 失活病毒,克服远缘杂交不亲合,制备单克隆抗体,1下图是单克